近年来,随着现代工业和电力电子技术的发展,大量具有功率因数低、非线性、非对称性等特点的设备接入电网中使用,如电动机、电焊机、晶闸管等,其在电力系统运行过程中会产生大量的无功功率,而大量的无功功率会引起线路损耗,造成电压跌落,影响电能质量。因此,研发无功补偿装置对电网将具有重要的意义。本文针对传统无功补偿装置中控制器、电容器和投切开关是分离的,且投切电容器易产生涌流和电弧的问题,设计了集控制器、电容器、同步投切开关为一体的新型低压无功补偿装置,即智能电容器;该装置可以使电容器在电压过零点投入、电流过零点切除,达到投入无涌流和切除无电弧的目的。本文主要研究工作如下:1.分析了无功补偿、无涌流投入和无电弧切除的原理,介绍了基于FFT算法的电网参数测量方法。2.制定了智能电容器总体设计方案,明确了系统功能需求和技术指标。3.设计了电网参数采集与处理、投切控制、温度检测、数据通信等硬件电路。采用了一种新颖过零点检测方法,该方法根据单光耦过零点检测电路和DSP程序计算实现交流电过零点的精确检测,弥补了单光耦检测过零点存在误差的缺陷;另外,本系统通过电压过零点检测计算出电流过零点时刻,节省了电流传感器的使用,降低了设备成本。4.采用模块化的编程思想,遵循无延时、无循环等待、化整为零的编程原则,设计了信号采集与处理、投切控制、数据通信、按键和显示等程序模块,系统程序清晰流畅。5.对智能电容器样机进行了测试,结果表明:本文设计的智能电容器电网参数测量准确、过零点检测精度较高,可以实现投入电容器无涌流、切除电容器无电弧的目标,并达到本文制定的各项技术指标要求;本研究成果具有较高的工程应用价值。